CN114123653A - 可强制性对流冷却的线性马达定子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线性马达定子装置，包括：线圈装置，其具有多个沿着从动轴线彼此相继地设置的可通电的电线圈；对流冷却装置，其具有沿着传导路径延伸的流体管线，至少一个部段在所述线圈装置旁与所述线圈装置间隔开地伸展，流体管路的在线圈装置旁伸展的部段作为在流体管路壁中的冷却部段具有多个出口开口；输送装置，其与所述流体管路连接并且构成为用于将流体在所述流体管路中以及穿过出口开口朝向线圈装置输送流体，在冷却部段中沿着传导路径设有出口开口，其具有在量值上与能够被流体穿流的不同的出口开口横截面，或/和在沿着传导路径直接依次设置的出口开口之间的间距在沿着所述传导路径的所述冷却部段的不同的区域中在量值方面是不同的。

Description

可强制性对流冷却的线性马达定子装置

技术领域

本发明涉及一种线性马达定子装置，所述线性马达定子装置包括具有多个沿着从动轴线彼此相继地设置的可通电的电线圈的线圈装置，以用于在线圈装置的周围环境中产生在时间和空间上变化的磁场。

背景技术

这种线性马达定子装置例如用于运输装置的加速和减速，所述运输装置尤其是人员运输装置。具有特别高的技术要求的应用领域在此在于驱动和制动在大众游乐活动的游乐设施如过山车、水滑梯等中的人员载体。

在对于游乐设施在反复的间隔中需要将乘客载体加速和减速时，定子装置承受高热负荷。为了提高这种设施的经济性，努力缩短线性马达的运行间隔。由此在运行阶段之间的冷却阶段更短，而热负荷升高。在定子装置运行时在定子装置中产生的热量必须被排出，以便防止定子装置的过热。

在WO 2016/202798 A1中已知一种具有面状冷却壳体的线性马达定子装置，所述面状冷却壳体能够被冷却液体穿流。冷却壳体在与绕组轴线正交的每个方向上大致具有容纳线圈装置的线圈壳体的尺寸，其中定子装置的相应的线圈围绕所述绕组轴线缠绕。线圈装置触及冷却壳体，使得在线圈装置中由于线圈中的欧姆电阻而产生的热量能够传导性地传递给冷却壳体并且从该处对流地通过冷却液体运走。

这种绕组装置的持续的要求是：所述绕组装置的通常沿着线圈绕组轴线伸展的厚度尺寸是尽可能小的。根据在WO 2016/202798 A1中已知的解决方案，与未冷却的定子装置相比，线性马达定子装置被加宽了冷却壳体的厚度。由此不期望地增大了在线圈装置和相对于定子装置移动的转子侧的交互构件之间的空气隙的尺寸。

交互构件，并且这对于本发明也适用，在线性同步马达的情况下，包括磁体装置，所述磁体装置具有沿着从动轴线彼此相继地以交替的极定向设置的磁体，尤其是永磁体，或者在线性异步马达的情况下包括感应构件，在感应构件中通过定子装置的磁场感应出涡流，所述涡流本身又会引起磁场，该磁场与定子装置的磁场相互作用，以实现沿着从动轴线的力作用。定子装置和交互构件一起形成线性马达。

此外已知如下定子装置，所述定子装置包括定子壳体，所述定子壳体直接被冷却流体穿流，以用于散热。与未冷却的线圈装置相比，所述定子装置的构造更复杂，因为在定子壳体中，除了用于容纳线圈装置及其电端子的腔室之外，必须构成冷却通道及其接口，以用于被冷却流体穿流。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种线性马达定子装置，所述线性马达定子装置即使在高功率运行中也能够以简单和可靠的方式受保护以免于过热。

该目的在线性马达定子装置处如其开始描述的那样如下实现：所述线性马达定子装置附加地包括用于对流强制冷却的对流冷却装置。对流冷却装置具有沿着传导路径延伸的流体管路，至少一个部段从所述流体管路与线圈装置间隔开地在线圈装置旁伸展。流体管路的在线圈装置旁伸展的部段作为在流体管路壁中的冷却部段具有多个出口开口，所述出口开口指向线圈装置并且沿着传导路径彼此间隔开地依次地设置。定子装置，尤其是对流冷却装置还包括输送装置，所述输送装置与流体管路连接并且构成为用于在流体管路中以及穿过出口开口朝向线圈装置输送流体。在冷却部段中沿着传导路径设有出口开口。出口开口具有在量值上不同的能够被流体穿流的出口开口横截面，和/或出口开口设置在冷却部段的沿着传导路径延伸的不同的间隔区域中，所述间隔区域在沿着传导路径直接依次设置的出口开口对之间具有在量值上不同的间隔。

优选的是，线圈装置以受保护免于外部影响的方式容纳在线圈壳体中。线圈壳体能够是外壳壳体，并且本身能够由至少两个外壳部件组装而成。线圈壳体通常为不弯曲的面状结构，其厚度尺寸显著小于其与厚度尺寸正交的高度尺寸。高度尺寸又小于与厚度尺寸正交以及与高度尺寸正交的纵向尺寸。线圈装置的线圈的绕组轴线通常沿线圈壳体的厚度方向伸展。纵向尺寸通常平行于从动轴线。

流体管路设置在线圈壳体的外部，使得线圈壳体能够构成为具有与从动轴线正交的小的厚度尺寸。流体管路能够包括软管和/或管。出于良好的形状稳定性的原因，冷却部段优选通过管形成。在输送装置，例如在气体尤其是空气作为对流冷却的流体的情况下的风扇，或者在液体作为对流冷却的流体的情况下的泵，和冷却部段之间的传导流体的连接可以通过柔性的软管形成，以便于安装，当输送装置的流体出口或/和冷却部段的流体入口的设置位置发生改变时，所述软管才毫无问题地允许输送装置和冷却部段本身的连接。

优选的是，通过冷却部段的出口开口朝向线圈装置，尤其是朝向线圈壳体的外部的侧面流出的流体是空气，由输送装置从周围环境吸入的空气以不受限的量提供。

与上文所述内容相反，不应该排除：流体管路是从输送装置直至冷却部段的端部的一件式流体管路。优选的是，为了实现出口开口处尽可能高的流体通过量，在冷却部段的端部处，流体管路是闭合的。因此，流体管路优选不是循环管路，所述循环管路沿流体的流动方向沿着传导路径在冷却部段的下游再次返回输送装置。

冷却部段，尤其在其作为形状稳定的流体传导管的优选的设计方案中，以其优选的直线的传导路径部段平行于从动轴线和进而平行于线圈装置的纵向方向伸展。

虽然不应排除的是，在冷却部段中的多个出口开口能够沿着传导路径彼此相继地设置在围绕传导路径的不同的环周区域中，但是沿着相对于传导路径的平行线的布置是优选的，所述传导路径优选平行于从动轴线。根据该优选的实施形式，出口开口的中心点沿着传导路径的平行线设置。特别优选的是，分别沿着出口开口的出口方向穿过出口开口的中心线位于共同的平面中。最后，线圈装置的流入区域，尤其是线圈壳体的流入区域应从每个出口开口被流体对流冷却。在此，优选地，在线圈装置上尤其是在线圈壳体上的从各个出口开口被流体流入的流入区域应大致具有相同的构型并且关于从动轴线作为纵向尺寸以及关于与从动轴线和厚度方向正交的高度方向相对于线圈装置具有大致相同的方位。

在流体管路中，在被流体穿流期间出现复杂的流动和压力条件，其中所述流体管路沿着其传导路径被流体穿流，并且具有与传导路径横向地、尤其是正交地间歇性地朝着外部环境贯穿流体管路的壁的出口开口。所述流动和压力条件沿着传导路径发生变化，尤其由于通过出口开口从流体管路流出的流体而发生变化。

通过沿着传导路径设置具有不同大小的出口开口横截面的出口开口，尽管在冷却部段中沿着传导路径可变的流动和压力条件，但是仍能够使通过从出口开口流出的流体引起的冷却效果沿着传导路径标准化或均匀化。

同样内容适用于在彼此相继的出口开口之间的不同的间距。通过选择在出口开口之间的较大的间距，由于在冷却部段中沿着传导路径可变的流量和压力条件，每单位时间穿过所述出口出口的流体比穿过其它出口开口的流体更多，并且反之亦然，同样地，通过从出口开口流出的流体引起的冷却效果也能够沿着传导路径标准化或均匀化。

在此涉及复杂的联网优化问题，因为沿着传导路径在一个位置处的出口开口横截面或间距的改变会改变流体在通过沿着传导路径在另一位置处的出口开口流出时的流动条件，而不会改变最后提到的出口开口或其设置位置。

在下文中首先探讨和改进不同的出口开口横截面的方面以及随后探讨和改进不同的间距的方面。在此使用的术语“开口区域”和“间隔区域”分别表示冷却部段的沿着传导路径延伸的区域。作为开口区域和作为间隔区域的名称仅用于区分一次对出口横截面的引用和另一次对出口开口之间的间距的引用。

原则上适用，在输送装置运行期间沿着传导路径在流动方向上由流体穿流冷却部段。因为传导路径设想作为在中央贯穿流体管路的虚拟传导路径，流动方向局部地在输送管路的每个点上通常在传导路径弯曲的情况下与传导路径相切，并且在传导路径是直线的情况下与所述传导路径共线。

输送装置的运行能够连续地进行或者能够根据需要间断地进行。定子装置能够具有控制装置，所述控制装置构成为用于控制输送装置的运行。在线圈装置上能够设置有至少一个温度传感器，所述温度传感器检测线圈装置的温度或检测在线圈壳体内部中的温度。至少一个温度传感器能够在信号传输方面与控制装置连接。控制装置能够构成为，根据至少一个温度传感器的信号运行输送装置。

为了沿着传导路径具有尽可能均匀的冷却速率同时具有足够的冷却效果，证实为有利的是，与在位于更上游的开口区域中相比，在冷却部段的位于更下游的开口区域中设有具有更小的出口开口横截面的出口开口。这种布置在如下方面是特殊的，由于随着在流体管路中的流动长度线性地增加的因摩擦引起的压力损失会预期：从在流动方向上的流体输入管路位置起，出口开口横截面在量值上应变得更大，以便能够补偿因摩擦引起的压力损失。

尽管出口开口横截面在量值上能够在流动方向上连续地减小，但是足够的是并且从制造技术的角度来看有利的是，将冷却部段分为不同的开口区域，在所述开口区域中分别主要地或优选完全地设置有在量值上一致的出口开口横截面的出口开口。

于是，冷却部段能够具有至少两个，优选至少三个，特别优选至少四个在流动方向上彼此相继的开口区域，其中第一开口区域具有至少一个出口开口，该出口开口具有比在流动方向上紧随第一开口区域的第二开口区域更大的出口开口横截面。优选地，第二开口区域又再具有至少一个出口开口，该出口开口具有比在流动方向上紧随第二开口区域的第三开口区域更大的出口开口横截面。在存在第四开口区域的情况下，同样内容经适当修改后适用于第三和第四开口区域。

除了以下布置，其中位于所选择的出口开口下游的另一出口开口仅具有与所选择的出口开口相同大小的或比其更小的出口开口横截面，冷却部段能够包括位于更上游的开口区，所述开口区具有至少两个，优选至少三个在流动方向上彼此相继的开口区域，其中第一开口区域具有至少一个出口开口，该出口开口具有比在流动方向上紧随第一开口区域的第二开口区域更小的出口开口横截面。因此，在位于上游的开口区中，开口区的位于开口区的所选择的出口开口的下游的另一出口开口具有比所选择的出口开口更大的出口开口横截面。

流体管路能够仅具有一排沿着传导路径彼此相继的出口开口，或者所述流体管路能够具有多于一排、尤其是刚好两排沿着传导路径彼此相继的出口开口。后者于是例如是下述情况，借助流体管路应冷却两个并排地并且与平行的从动轴线相互间隔开地设置的线圈装置。然后，流体从每排出口开口优选朝向另一线圈装置流动。

在具有仅刚好一排沿着传导路径相互间隔开地设置的出口开口的流体管路的情况下，通常但不排他地，首先提到的情况是优选的，根据该情况对于整个冷却部段适用，位于更下游的出口开口的出口开口横截面仅在量值上小于位于更上游的出口开口或者与其相同大小。与此相比，对于具有多于一排的出口开口的流体管路，通常但不排他地，最后提到的具有设于上游的开口区的情况被证明为有利的。

优选地，设于更下游的出口开口的出口开口横截面不小于设于更上游的出口开口的出口开口横截面的开口区直接连接于冷却部段中的流体输入管路的位置。优选地，开口区是冷却部段的唯一的开口区，使得接着开口区后的下游，出口开口横截面仅变得更小或者分部段地保持相同大小。优选的是，沿着传导路径测量的开口区短于连接于其的开口区域与在流动方向上变小的出口开口的整体。

为了沿着传导路径具有尽可能均匀的冷却速率同时具有足够冷却效果，在流动方向上依次地设置的开口区域中的至少两个，优选多于两个的开口区域具有不同数量的出口开口或/和沿着传导路径的不同的长度。

在优选圆形的出口开口的情况下，如其能够简单地通过钻孔形成，所述出口开口直径在冷却部段的纵向中心的上游从位于更上游的开口区域直至设于下游的紧邻的开口区域相对于较大的直径优选改变不大于10％。在冷却部段的纵向中心的下游，尤其在冷却部段的长度的最后25％中，出口开口直径从设于更上游的开口区域直至设于下游的跟随该开关区域的开口区域相对于当前直径中较大的直径改变直至25％。这表示：优选地，出口开口直径从进入冷却部段中的流体输入管路的位置直至冷却部段的端部逐渐变小。

在开口区域内，开口区域的所有出口开口的出口开口横截面优选在量值方面是相同大小的，使得开口区域的出口开口能够借助同一工具制造。这优选适用于每个开口区域。

为了沿着传导路径通过从出口开口流出的流体对于在沿着传导路径直接彼此相继的出口开口之间的间距实现尽可能均匀的冷却速率，同样适用：在冷却部段的设于更下游的间隔区域中沿着传导路径设置的出口开口彼此间的间距小于在位于更上游的间隔区域中沿着传导路径设置的出口开口彼此间的间距。

各个间隔区域能够与沿着传导路径的开口区域重叠。然而，通常冷却部段优选具有比开口区域更少的间隔区域。根据定义，开口区域应在具有不同的出口开口横截面的两个出口开口之间的间距中心处开始和结束。间隔区域在出口开口的贯穿出口开口的相应的中心线处开始和结束，其在上游紧邻的出口开口与其在下游紧邻的出口开口相比相距不同的间距地设置。

为了有利地沿着传导路径将可实现的冷却速率均匀化，冷却部段优选具有至少两个在流动方向上彼此相继的间隔区域，其中在第一间隔区域中相继设置的出口开口具有的间距大于在沿流动方向紧随第一间隔区域的第二间隔区域中相继设置的出口开口具有的间距。间隔区域能够延伸超过冷却部段的长度的一半以上。优选地，这种长的间隔区域至少在冷却部段的整个在下游的纵向半部上延伸。

基本上适用于间隔区域的同样内容经适当修改后适用于开口区域，使得为了沿着传导路径将可实现的冷却速率进一步均匀化，有利地，至少两个在流动方向上依次设置的间隔区域能够具有不同数量的出口开口和/或沿着传导路径的不同的长度。

同样地，从制造技术的角度来看简单有利的是，对于至少一个间隔区域，优选对于每个间隔区域适用：在两个在流动方向上直接相继的两个出口开口之间的间距对于间隔区域的所有出口开口在量值上都是相同大小的。

与描述的用于通过在量值上不同地构造出口开口横截面和/或通过选择在沿着传导路径直接相继的出口开口之间的不同的间距尺寸沿着传导路径使可实现的冷却速率均匀化的措施无关地，可能在冷却部段上由于穿流过出口开口的流体产生不期望的噪声排放。因为冷却部段常常连续地或者在需要情况下在较长的时间段内被流体穿流，噪声排放被感知为持续音调，所述持续音调并不持久消退在通常的环境噪声之后，尤其是如果线性马达定子装置足够靠近潜在的人群，例如在用于乘客载体的人员更换的车站附近，尤其是大众游乐活动的游乐设施的人员变换的车站附近，所述持续音调不会持久地消退在通常的环境噪声之后。

作为用于减少噪声排放的措施被证明为有利的是，沿着冷却部段中的分隔区域，在流体管路的内部中设置有分隔壁，所述分隔壁沿着其延伸部将流体管路的内部体积在实体上分为两个相互分离的子体积。该措施除了之前提及的措施之外优选能够用于构成不同的出口开口横截面或/和间距或者也作为其替选方案。因此，分隔区域也能够构成在冷却部段上，所述冷却部段仅具有带有相同的出口开口横截面的出口开口，所述出口开口沿着传导路径相互以唯一的统一的间距彼此相继地设置。

原则上，分隔壁能够沿着其在流体管路中的延伸部将流体管路的内部体积分为不同大小的子体积。然而，为了尽可能显著地降低噪声而有利的是，子体积在量值上没有过大差异。因此优选地提出，位于分隔壁两侧的子体积的大小以子体积中的较大的子体积计相差不多于10％，优选不多于5％，其中特别优选地，位于分隔壁两侧的子体积是相同大小的。优选的是，两个子体积沿着传导路径敞开并且能够被流体穿流。优选地，分隔壁沿着传导路径与传导路径共线或平行于传导路径地延伸。分隔壁优选与传导路径正交地沿着直径方向从流体管路的内壁部段延伸至流体管路的径向相对置的内壁部段。

分隔壁的厚度优选在其整个面延展上是恒定的。以流体管路的壁厚计，分隔壁的厚度优选与在分隔区域中的流体管路的壁的厚度在量值上相差不多于50％。替选地或附加地，根据本发明的一个有利的改进方案，分隔壁的厚度应选择为，使得在考虑与传导路径正交的横截面时，分隔壁的横截面面积占据流体管路的被流体管路的壁包围的内部体积的横截面积的不多于10％。这优选适用于分隔壁的长度的至少一半，特别优选适用于至少四分之三，还更优选适用于100％。

原则上，分隔壁能够是弯曲的分隔壁，其中这对于期望的降低噪声而言不必要的。出于容易安装的原因，因此分隔壁优选是平坦的分隔壁。

尤其如果所述分隔壁沿着直径方向延伸，则分隔壁能够置入流体管路的内部体积中并且在与流体管路的内壁部段触碰接触下摩擦配合地保持在该处。为了将分隔壁更安全地设置和锚固在流体管路的内部体积中，分隔壁能够与流体管路的内壁粘合或钎焊或焊接。为此，流体管路能够由至少两个接合成管的外壳构件形成，以便能够使制造分隔壁与流体管路持久连接变得容易。

因为在一个优选的设计方案中流体管路具有比间隔区域更多的开口区域，优选的是，分隔壁在多于一个的开口区域上延伸。因此，具有不同的出口开口横截面的出口开口位于分隔区域中。

尽管同样可行的是，分隔壁在多于一个的间隔区域上延伸，然而优选的是，分隔壁完全在间隔区域内延伸。间隔区域优选是在冷却部段中最大的间隔区域，分隔壁在所述间隔区域中延伸，进而所述间隔区域包含分隔区域或者是分隔区域。

对于分隔壁的降低噪声的效果而言有利的是，沿着传导路径的分隔壁既不过长也不过短。因此，分隔壁优选短于冷却部段。根据一个优选的实施形式，分隔壁在冷却部段的长度的大于40％的范围延伸，优选在冷却部段的长度的大于50％的范围延伸。同样优选的是，分隔壁在冷却部段的长度的小于75％的范围延伸、优选在冷却部段的长度的小于65％的范围延伸。

如试验示出的那样，将分隔壁设置在流体进入冷却部段的引入位置附近只有微小的降低噪声的效果。优选地，流体在冷却部段的纵向端部处被引入冷却部段中，并且从该引入纵向端部沿着传导路径穿过冷却部段流至冷却部段的与引入纵向端部相对置的纵向端部。优选的是，分隔壁以其纵向延伸部的至少70％、优选以其纵向延伸部的至少80％设置在位于冷却部段的纵向中心的下游的区域中。由此，分隔壁距引入纵向端部足够远，以便能够抑制随着流体距引入纵向端部的距离的增加而引起噪声排放。

原则上能够设想：分隔壁伸到直至冷却部段的沿着传导路径与引入纵向端部相反的纵向端部并且优选还整体伸至流体管路。然而，优选地，分隔壁在流动方向上结束于冷却部段的纵向端部之前并且尤其结束于流体管路的纵向端部之前，以便能够在冷却部段或流体管路的端部处实现流体的转向。因此，在流动方向上，在分隔区域上连接有冷却部段的下述区域，在该区域中流体管路的内部体积，如在分隔区域的上游一样，不再被细分。因此，分隔壁优选与冷却部段的两个纵向端部间隔开地设置。

因为在流体的流动方向上超出冷却部段，因此不再需要流体的流动，或者有帮助的是，流体管路优选在冷却部段也结束的位置处结束。然后，如果冷却部段优选通过管道构成，则管道在下游的端部处具有前壁或塞子，以便防止流体流动超过冷却部段的下游的端部。

无论冷却部段具有仅一排出口开口还是具有彼此平行的多排出口开口，为了实现流体流出的冷却部段的尽可能小的噪声排放，有利的是，设置在分隔区域中的所有出口开口设置在分隔壁的同一侧上。如果冷却部段仅具有平行于传导路径的一排出口开口，则所述出口开口优选位于围绕流体管路的连同分隔壁一起限界流体管路的内部体积的子体积的壁部段的环周中心中。如果冷却部段包括多于一排的出口开口，其中多排优选分别沿着平行于传导路径的设置轴线伸展，则出口开口优选在围绕传导路径的环周方向上关于流体管路的与分隔壁一起限界流体管路的内部体积的子体积的壁部段的环周中心对称地设置。

一般而言，优选多个出口开口，或者特别优选地，所有出口开口设置为，使得所述出口开口的贯穿流体管路的管路壁的虚拟中心线在不超过90°，优选不超过80°，特别优选不超过75°的角度范围内围绕传导路径设置。然后能够确保：在冷却部段设置有平行于从动轴线的传导路径时，在线圈装置上实现足够的冷却效果，其中每个出口开口都有助于冷却效果。

线性马达定子装置能够在线圈装置的两侧上具有各一个流体管路，该流体管路具有如上所述地构造的冷却部段，以便能够将线圈装置在两侧上对流地冷却。由线圈装置连带在线圈装置旁在两侧上间隔开地设置的冷却部段构成的这种布置是线性马达定子装置，其中能够设置有多个并排的、即设置有多个平行的线圈装置，以实现尽可能高的驱动力，或/和能够设置有多个沿着共同的从动轴线依次的线圈装置，即设置有共线的或共面的线圈装置，以在尽可能长的路线上实现驱动力。

然后，如果要并排地设置具有彼此平行的从动轴线的两个线圈装置，则它们与从动轴线正交地彼此间的间距能够如下缩短而不会损失可实现的冷却效果：代替各具有一个用于每个线圈装置的冷却部段的两个流体管路，在线圈装置之间设置有仅一个流体管路，该流体管路具有冷却部段，然而具有用于每个线圈装置的至少一排出口开口。

为了排除对线性马达定子装置与开始提及的交互构件的磁性相互作用的阻碍，优选的是，线圈装置的每个冷却部段设置为，使得在考虑沿着设置在线圈装置中的可通电的线圈的通常彼此平行的绕组轴线的线圈装置时，冷却部段不与线圈重叠。

附图说明

下面借助附图详细阐述本发明。附图示出：

图1示出本申请的根据本发明的线性马达定子装置的第一实施形式的立体图；

图2示出沿着从动轴线的第一实施形式的直线马达定子装置的正视图；

图3示出第一实施形式的线性马达定子装置的俯视图；

图4示出用于形成第一实施形式的线性马达定子装置的流体管路的冷却部段的管构件；

图5示出图4的管构件与在冷却部段的内部中的完全示出的分隔壁的部分剖开的视图；

图6示出沿着图5的曲柄状剖面VI-VI贯穿图5的管构件的横截面视图；

图7示出本申请的根据本发明的线性马达定子装置的第二实施形式的立体图；

图8示出沿着从动轴线的第二实施形式的线性马达定子装置的正视图；

图9示出第二实施形式的线性马达定子装置的俯视图；

图10示出用于形成第二实施形式的线性马达定子装置的设置在两个平行的线圈装置之间的流体管路的冷却部段的管构件；

图11示出图10的管构件与在冷却部段的内部中完全示出的分隔壁的部分剖开的视图；和

图12示出沿着图10的曲柄状剖面XII-XII贯穿图5的管构件的横截面视图。

具体实施方式

在图1中大体用10表示根据本发明的线性马达定子装置的第一实施形式。线性马达定子装置10在本申请中也仅简称为“定子装置10”。定子装置10包括两个彼此平行的线圈装置12和14，所述线圈装置沿着共同的从动轴线F延伸。为了视图的更好概览性，线圈装置12和14仅用虚线表示，使得图1的观察者能够透过本身不透明的线圈装置观察。同样，仅为线圈装置14示出三个沿着从动轴线F彼此相继的可通电的线圈15。线圈15的绕组轴线与所述从动轴线F正交地沿线圈装置12或14的厚度方向伸展。

分别具有线圈壳体16或18的线圈装置12和14安装在承载板20上，其中所述线圈壳体完全包围容纳在其中的线圈15。承载板20能够以设备固定的方式安装在车辆的预先确定的行驶路线的装置框架上，该车辆能够借助定子装置10驱动以沿着从动轴线F运动。可驱动的车辆例如能够是大众游乐装置的游乐设施的乘客载体，所述乘客载体由轨道或凹槽进行有轨约束。

定子装置10还包括输送装置22，所述输送装置包括风扇24和风扇驱动器26。输送装置22借助风扇24以本身已知的方式从定子装置10的周围环境U吸入空气并且将其在风扇出口28处输入给具有四个输送管路32、34、36和38的输送管路装置30。

两条输送管路32和34用于线圈装置12的对流冷却。输送管路36和38用于线圈装置14的对流冷却。在本示例中，一方由线圈装置12和输送管路32和34构成的组件以及另一方由线圈装置14和输送管路36和38构成的组件相同地构成。所提到的组件并排设置，以用于加强沿着从动轴线F可实现的驱动力。

因此，在下文中足够的是，代表两个组件仅描述组件之一，因为其描述也适用于相应另一组件。

从风扇出口28开始，流体管路32和34首先分别具有柔性的软管40或42，所述软管经由连接器组件44或46，当前分别为L形连接器组件与管构件48或50连接。在线圈壳体16的相反的侧经由出口开口52吹气的两个管构件48或50相同地构成并且关于在线圈壳体的厚度中心贯穿线圈壳体16的对称平面SE镜像对称地设置。

穿过定子壳体18的朝向图1的观察者的外侧的在图1中最靠近观察者的用于冷却的管构件，能够看到用于将线圈装置16和线圈壳体18固定在承载板20上的固定条带53。如果将冷却部段沿着从动轴线F设置在连接器组件上游和下游，则也能够使用T形连接器组件来代替L形连接器组件。

在位于连接器组件44和46之间的区域中设置有传感器装置54，所述传感器装置检测沿着图1中的从动轴线F从左侧接近线圈装置12的磁体装置的磁场，所述磁体装置作为由定子装置10和转子构件形成的线性马达的与定子装置10、尤其是线圈装置12磁性地相互作用的转子构件，进而确定磁性构件的位置。相同的传感器装置56设置在线圈装置14之前的相应的位置中。传感器装置54和56例如能够分别包括至少一个霍尔传感器，以便检测相对于定子装置10运动的转子构件的磁场。

在线圈壳体18中的温度传感器55检测线圈壳体18中的温度并且将检测结果输出给控制装置57。控制装置57根据温度传感器55的检测信号控制风扇驱动器26。在线圈壳体16中也设置有温度传感器55并且与控制装置57以信号传输方式连接。仅出于更好的概览性原因而没有示出该温度传感器。

在图2中比在图1中能够更清楚地看到对称平面SE，管构件50和52关于所述对称平面镜像对称地设置。在图3中，为了更好的概览性，线圈装置12和14连同其线圈壳体16和18一起如传感器装置54和56一样被省去。在两个图2和3中，对称平面SE分别与绘图平面正交地定向。线圈装置12和14以及线圈壳体16和18的与线圈15的平行的绕组轴线平行的厚度方向在图2中用D表示。线圈装置12和14以及线圈壳体16和18的高度方向在图2中用H表示。厚度方向D、高度方向H和从动轴线F分别彼此正交。

在图1至图3中示例性地针对流体管路32示出虚拟的传导路径L，所述虚拟的传导路径设想为在中央贯穿流体管路32。传导路径L在柔性的软管40的区域中以弯曲的方式伸展，在连接器组件44的区域中L形地伸展，而沿着管构件48直线地伸展。传导路径L的位于管构件48中的部段与管构件48的管轴线R重合。管构件48能够具有任意的横截面构型，例如正方形、矩形或通常为多边形，然而优选是柱形的管构件，因为这种构型允许在安装定子装置10时通过将管构件48围绕其管轴线R转动而使出口开口52朝向线圈装置12简单地定向。管构件48通过沿着管轴线R相互间隔开地设置的夹紧保持装置58来保持，所述夹紧保持装置作为在夹紧力减小时松开的夹紧保持装置58允许在其中保持的管构件48围绕管轴线R转动。如果实现了出口开口52围绕管轴线R并进而也围绕传导路径L的在管构件48中设置的直线部段的期望的角定向，则夹紧保持装置58能够被拉紧并进而固定管构件48。

如在图3中能够看到，管构件48形成冷却部段60，由输送装置22输送的空气沿着冷却部段60朝向出口开口52所指向的定子装置12作为对流冷却空气排出。在此，在管构件48的作为与连接器组件44直接耦联的引入纵向端部62的一个纵向端部处将空气引入所述管构件48中，所述空气沿流动方向S穿流过管构件48。管构件48的与引入纵向端部62相反的纵向端部64通过与传导路径L正交的前壁封闭。由输送装置22以相对于环境压力的过压引入管构件48中并进而引入冷却部段60中的空气因此只能够通过通向线圈装置12的出口开口52流出。

在图2中，出于更好的概览性的原因，在线圈装置14和与其所述线圈装置间隔开地设置的流体管路36和38上，通过箭头K表示流体朝向线圈装置14的流出。因为线圈装置14连带设置为用于对流冷却线圈装置的流体管路36和38与线圈装置12连带流体管路32和34相同地构成，箭头K的显示经修改后也适用于在冷却部段60中从管构件48和50朝向线圈装置流出的流体。

在图4中，以俯视图示出管构件48，沿着与图4的绘图平面正交地定向的、出口开口52的贯穿冷却部段60中的流体管路32的壁部的中心线M(参见图6)观察。管构件48和管构件50以及与线圈装置14相关联的管构件相同地构成，使得对管构件48的描述适用于第一实施形式的所有管构件。管构件48具有刚好一排沿着从动轴线F或沿着传导路径L的设置在管构件48中的部段依次设置的出口开口52。

为了一方面提供线圈装置12的充分冷却并且为了另一方面使通过从出口开口52流出的空气实现的沿着传导路径L的冷却速率均匀化，出口开口52构成有在量值方面不同大小的出口开口横截面。例如，沿流动方向S跟随入口纵向端部62的前六个出口开口52具有相同的出口开口横截面，所述出口开口横截面大于跟着的17个出口开口的又彼此间相同的出口开口横截面。这17个出口开口又能够具有比跟着的下两个出口开口更大的出口开口横截面，其相同的出口开口横截面又大于冷却部段60或管构件48的最后两个出口开口52的相同的出口开口横截面。

因此，冷却部段60具有最靠近入口纵向端部62的第一开口区域66，所述第一开口区域带有具有一致的最大的出口开口横截面的出口开口52，所述冷却部段具有沿流动方向S连接在第一开口区域上的第二开口区域68，该第二开口区域又具有一致的出口开口横截面，然而，该出口开口横截面小于在第一开口区域66中的出口开口横截面，所述冷却部段具有第三开口区域70，所述第三开口区域具有带有冷却部段60的第二小的出口开口横截面的两个出口开口52，并且所述冷却部段具有第四开口区域72，所述第四开口区域具有带有最小的出口开口横截面的两个出口开口52。

在此，在第二开口区域68中的示例性圆形的出口开口52能够具有比在第一开口区域66中的出口开口52小8％至10％的直径。在第三开口区域70中的两个出口开口52的直径同样能够比在第二开口区域68中的出口开口52的直径小8％至10％。在第四开口区域72中的出口开口52的直径甚至能够比在第三开口区域70中的出口开口52的直径小20％至25％。所有百分比说明分别基于所提及的比较中的较大的直径。

因此，出口开口52的出口开口横截面沿着在流动方向S上的传导路径L仅变小或对于一个部段保持相同大小，然而不会变大。

同样地，沿着传导路径L彼此相继的出口开口52以相互不同的间距设置，更确切地说，使得在流动方向S上沿着传导路径L彼此紧随的两个出口开口52之间的间距仅分部段地保持相同和变小，但是不会变大。

因此，前六个出口开口52位于第一间隔区域74中，在所述第一间隔区域中沿着传导路径L彼此紧随的出口开口52分别以彼此间相同的间距a设置，所述间距a也是在管构件48或冷却部段60的彼此紧随的出口开口52之间出现的最大间距a。

其余21个出口开口52位于第二间隔区域76中，在所述第二间隔区域中在两个彼此相继的出口开口52之间的间隔a在量值上又是相同大小的，然而小于在第一间隔区域74中的间距。以不同的间距设置出口开口52也用于使沿着传导路径的冷却部段60的冷却速率均匀化，同时确保冷却效果。在第二间隔区域76中的出口开口52之间的间距比在第一间隔区域74中的间距小大约4％至6％。百分比说明又基于两个相互比较的间距a中的较大者。

在所示出的实施例中示出的开口区域和间隔区域仅是优选的实施例。开口区域或/和间隔区域也能够与所示出的实施例不同地构造。

图5示出管构件48的部分剖视图并且围绕传导路径L的管轴线R或位于冷却部段60中的区域转动90°，使得出口开口52位于图5的绘图平面中。

在管构件48的内部中设置有优选平坦的分隔壁78，所述分隔壁沿着分隔区域80延伸。在该分隔区域80内，分隔壁78将管构件48的内部体积分为在图5中的上部的子体积82和下部的子体积84。沿着传导路径L在分隔区域80上游和下游划分管构件48的内部体积。

分隔壁78沿着传导路径L延伸超过管构件48的多于一半的延伸长度，并且因为管构件48在其更靠近入口纵向端部62的区域处与L形连接器构件44重叠，超过冷却部段60的多于一半的延伸长度。因此，在冷却部段60的长度延伸部中的分隔区域80的长度分量大于在管构件48上的分隔区域80的长度分量。

分隔壁78沿着穿过管构件48的内部区域的直径延伸。这能够在图6中特别清楚地看到。如同样在图6能够看到的是，出口开口52位于管构件48的连同分隔壁78一起包围子体积82的上部的壁部段48a的环周中心处。仅在图6中的上部的子体积82通过出口开口52与外部环境U直接连接。因此，所有出口开口52都位于相同的、优选为半圆柱形的壁部段48a中。出口开口52的中心线M优选位于共同的平面CE中，该共同的平面也包含管轴线L和进而包含传导路径L的位于冷却部段60中的区域。因此，中心线M与分隔壁78正交地定向。

在图6中可看到的两个开口86仅用于管构件48在夹紧固定装置58中的简化定向，所述开口由于曲柄状的剖面VI-VI与出口开口52不在共同的平面中。所述开口86能够与在夹紧固定装置58中的锁定结构，例如借助弹簧预加应力的球共同作用，以建立可克服的卡锁接合。如果建立了卡锁接合，出口开口52相对于其应朝向的线圈装置12或14具有期望的定向。由于管构件48和50关于位于它们之间的线圈装置12的镜像对称的定向，开口86也关于通过中心线M和管轴线R展开的对称平面CE镜像对称地设置。因此，管构件48能够沿在图1中对于管构件48和管构件50示出的定向安装。

通过分隔壁78，能够显著降低由通过出口开口52流出的空气形成的噪声，所述分隔壁在所示出的示例中延伸到开口区域68、70和72中，然而仅在间隔区域76中延伸。

在图7中，以对应于图1的立体图的立体图示出根据本发明的定子装置110的第二实施形式。与在图1至图6的第一实施形式中相同的且功能相同的构件和构件部段在图7至12的第二实施形式中用相同的附图标记表示，然而增加了数字100。

下面仅就第二实施形式与第一实施形式的区别阐述第二实施形式，其描述在其余情况下也用于阐述第二实施形式。

在第一实施形式和第二实施形式之间的主要区别在于，在第二实施形式中，在两个平行的线圈装置112和114之间的区域中仅设置有一个管构件150，所述管构件具有平行两排的出口开口152，各一个用于吹扫线圈装置112和用于吹扫线圈装置114。管构件150的两排出口开口152相同地构成，意即，在沿着传导路径L的相同的纵向坐标处，设置在不同的环周部段中的出口开口152具有相同的出口开口横截面。

由于线圈装置112和114的指向彼此的侧通过唯一管构件150引起的对流冷却，在第二实施形式中省去流体管路136。因为在位于线圈装置112和114之间的区域中设置有仅一个管构件150，代替如在第一实施形式中的两个平行的管构件，两个线圈装置112和114能够以比在第一实施形式中相互间更小的间距设置。

在图10中以俯视图示出管构件150的立体图，其对应于图4的立体图。图10的观察者正交地观察被管壁隐藏的、设置在管构件150的内部的分隔壁178。观察方向与传导路径L的位于冷却部段160中的区域正交。两排出口开口152位于距相对于图10的绘图平面正交的、包含传导路径L的剖面CE的两侧相同距离处。

与第一实施形式不同，第二实施形式具有开口区194，所述开口区具有在其中包含的三个开口区域188、190和192，所述开口区域分别具有两对沿着传导路径L彼此相继的出口开口152。在此，在每个开口区域内的出口开口152的出口开口横截面，与在第一实施形式中是相同大小的。然而，出口开口的出口开口横截面沿流动方向S从开口区域188直至开口区域192增加，更确切地说从开口区域188直至开口区域190，基于开口区域190的较大的出口开口152的出口开口横截面计增加20％，并且从开口区域190直至开口区域192，基于开口区域192的较大的出口开口152的出口开口横截面计增加约15％至20％。

开口区域168、170和172沿流动方向S与开口区194相邻，开口区域168、170和172的出口开口152对应于开口区域68、70和72的出口开口。开口区域168的出口开口152在其出口开口横截面方面对应于开口区域190的出口开口。

间隔区域174和176对应于第一实施形式的间隔区域74和76。

在第一实施形式中关于分隔壁78所述的内容适用于分隔壁178。

在图12中示出沿着图10的曲柄状剖面XII-XII贯穿管构件150的横截面视图。因为管构件150仅还必须沿一个定向设置在两个线圈装置之间，所以开口186足以作为沿着管构件150的环周的设置或定向辅助。

在管构件150上的两排出口开口152的出口开口152沿环周方向围绕传导路径L与包含传导路径L且与分隔壁178正交的对称平面CE对称地设置，更确切地说，它们的中心线M位于大约75°的角度范围内。该条件也适用于第一实施形式的各排出口开口52，所述出口开口同样关于对称平面CE对称地设置，因为出口开口52的中心线包含在对称平面CE中。

Claims (20)

1.一种可强制性对流冷却的线性马达定子装置(10；110)，所述线性马达定子装置包括线圈装置(12、14；112、114)，所述线圈装置具有多个沿着从动轴线(F)彼此相继地设置的可通电的电线圈(15)，以用于在所述线圈装置(12、14；112、114)的周围环境U中产生在时间和空间上变化的磁场，所述线性马达定子装置还包括对流冷却装置(22、30；122、130)，所述对流冷却装置具有沿着传导路径(L)延伸的流体管线(32、34、36、38；132、134、138)，其中至少一个部段在所述线圈装置(12、14；112、114)旁与所述线圈装置间隔开地伸展，其中所述流体管路(32、34、36、38；132、134、138)的在所述线圈装置(12、14；112、114)旁伸展的部段作为在流体管路壁中的冷却部段(60；160)具有多个出口开口(52；152)，所述出口开口指向所述线圈装置(12、14；112、114)并且彼此间以间距(a)沿着所述传导路径(L)依次设置，其中所述定子装置(10；110)还包括输送装置(22；122)，所述输送装置与所述流体管路(32、34、36、38；132、134、138)连接并且构成为用于将流体在所述流体管路(32、34、36、38；132、134、138)中以及穿过所述出口开口(52；152)朝向所述线圈装置(12、14；112、114)输送流体，其中在所述冷却部段(60；160)中沿着所述传导路径(L)设有出口开口(52；152)，所述出口开口具有在量值上与能够被流体穿流的不同的出口开口横截面，或/和在沿着所述传导路径(L)直接依次设置的出口开口(52；152)之间的间距(a)在所述冷却部段(60；160)沿着所述传导路径(L)的不同的区域(74、76；174、176)中在量值方面是不同的。

2.根据权利要求1所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，在所述输送装置(22；122)运行期间，所述冷却部段(60；160)沿着所述传导路径(L)在流动方向(S)上被流体穿流，其中在所述冷却部段(60；160)的位于更下游的开口区域(68、70、72；168、170、172)中设有的至少一个出口开口(52；152)具有的出口开口横截面小于在位于更上游的开口区域(66、68、70；192、168、170)中的出口开口具有的出口开口横截面。

3.根据权利要求2所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述冷却部段(60；160)具有至少两个，优选至少三个，特别优选至少四个沿流动方向(S)彼此相继的开口区域，其中第一开口区域(66、68、70；192、168、170)具有至少一个出口开口(52；152)，所述出口开口具有比沿流动方向(S)紧随所述第一开口区域(66、68、70；192、168、170)的第二开口区域(68、70、72；168、170、172)更大的出口开口横截面。

4.根据权利要求2或3所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述冷却部段(160)的位于更上游的开口区(194)具有至少两个，优选至少三个沿流动方向(S)彼此相继的开口区域(188、190、192)，其中第一开口区域(188、190)具有至少一个出口开口(152)，所述出口开口具有比沿流动方向(S)紧随所述第一开口区域(188、190)的第二开口区域(190、192)更小的出口开口横截面。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，沿流动方向(S)依次地设置的开口区域(66、68、70；192、168、170；172)中的至少两个，优选多于两个的开口区域具有不同数量的出口开口(52；152)或/和沿着所述传导路径(L)的不同的长度。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，对于至少一个开口区域(66、68、70、72；192、168、170；172)，优选对于每个开口区域(66、68、70、72；192、168、170；172)适用：所述开口区域(66、68、70、72；192、168、170；172)的所有出口开口(52；152)的出口开口横截面在量值上是相同大小的。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，在所述输送装置(22；122)运行期间，所述冷却部段(60；160)沿着所述传导路径(L)在流动方向(S)上被流体穿流，其中在所述冷却部段(60；160)的位于更下游的间隔区域(76；176)中沿着所述传导路径(L)设置的出口开口(52；152)彼此间具有的间距(a)小于在位于更上游的间隔区域(74；174)中设置的出口开口彼此间具有的间距。

8.根据权利要求7所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述冷却部段(60；160)具有至少两个沿流动方向(S)彼此相继的间隔区域(74、76；174、176)，其中在第一间隔区域(74；174)中彼此相继地设置的出口开口(52；152)具有的间距(a)大于在沿流动方向(S)紧随于所述第一间隔区域(74；174)的第二间隔区域(76；176)中设置的出口开口具有的间距。

9.根据权利要求7或8所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，至少两个沿流动方向(S)依次设置的间隔区域(74、76；174、176)具有不同数量的出口开口(52；152)或/和沿着所述传导路径(L)的不同的长度。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，对于至少一个间隔区域(74、76；174、176)，优选对于每个间隔区域(74、76；174、176)适用：对于所述间隔区域(52；152)的所有出口开口(52；152)，在两个沿流动方向(S)彼此紧随的出口开口(52；152)之间的间距(a)在量值方面是相同大小的。

11.根据上述权利要求中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，沿着在所述冷却部段(60；160)中的分隔区域(80；180)，在所述流体管路(32、34、36、38；132、134、138)的内部中设置有分隔壁(78；178)，所述分隔壁沿着其延伸部将所述流体管路(32、34、36、38；132、134、138)的内部体积在实体上分为两个相互分离的子体积(82、84；182、184)。

12.根据权利要求11的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，以所述子体积(82、84；182、184)中的较大的子体积计，位于所述分隔壁(78；178)的两侧的子体积(82、84；182、184)在其大小方面相差不多于10％，优选不多于5％，其中特别优选地，在位于所述分隔壁(78；178)的两侧的子体积(82、84；182、184)是相同大小的。

13.根据权利要求11或权利要求12所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述分隔壁(78；178)是平坦的分隔壁(78；178)。

14.根据权利要求11至13中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述分隔壁(78；178)延伸超过多于一个的开口区域(68、70、72；168、170、172)。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述分隔壁(78；178)完全在间隔区域(76；176)内延伸。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述分隔壁(78；178)在所述冷却部段(60；160)的长度的大于40％的范围延伸，优选在所述冷却部段的长度的大于50％的范围延伸。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述流体在所述冷却部段(60；160)的纵向端部(62；162)处被引入所述冷却部段中，并且所述分隔壁(78；178)以其纵向延伸部的至少70％、优选以其纵向延伸部的至少80％设置在位于所述冷却部段(60；160)的纵向中心的更下游的区域中。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，所述分隔壁(78；178)与所述冷却部段(60；160)的两个纵向端部(62、64；162、164)间隔开地设置。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，设置在所述分隔区域(80；180)中的所有出口开口(52；152)设置在所述分隔壁的相同的侧上。

20.根据上述权利要求中任一项所述的线性马达定子装置(10；110)，其特征在于，多个出口开口(52；152)，优选所有出口开口(52；152)设置为，使得所述出口开口的贯穿管路壁的虚拟中心线(M)在不大于90°，优选不大于80°，特别优选不大于75°的角度范围内围绕所述传导路径(L)设置。

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